第27讲　晶体结构与性质课件2027届高三化学一轮复习

该高中化学高考复习课件聚焦“晶体结构与性质”专题，依据新课标要求覆盖晶体与非晶体区别、晶胞结构、四种晶体类型等核心考点，对接高考评价体系分析晶胞计算、晶体类型判断等高频考点权重，归纳选择、填空等常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于高考真题训练与应试技巧指导，如以2025重庆题为例用“均摊法”解析晶胞化学式计算，培养学生科学思维与模型认知素养。通过晶体熔沸点比较规律等方法，帮助学生掌握答题逻辑，教师可据此系统梳理考点，实现高效复习。

第27讲　晶体结构与性质 ［课标要求］ 1.能说出晶体与非晶体的区别；了解晶体中粒子在微观空间里的排布存在周期性，认识简单的晶胞。2.借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点。3.知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。4.知道在一定条件下，物质的聚集状态随构成物质的粒子种类、粒子间相互作用、粒子聚集程度的不同而有所不同。5.知道物质的聚集状态会影响物质的性质，通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料。 晶体与晶胞 考点1 物质的聚集状态 (1)物质的聚集状态除了固态、液态、气态，还有晶态、非晶态，以及介乎晶态和非晶态之间的塑晶态、液晶态等。物质三态间的相互转化属于物理变化。 (2)等离子体和离子液体 等离子体是由________、阳离子和________粒子(分子或原子)组成的整体上呈电中性的物质聚集体。离子液体是熔点不高的仅由________组成的液体物质。 (3)液晶：介于液态和晶态之间的物质状态。 液晶在一定范围内既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性，是因为其内部分子沿分子长轴方向呈现出有序排列。 电子 电中性 离子 物质的聚集状态 物质聚集状态 晶体与非晶体的本质差异、性质及鉴别方法 对比 晶体 非晶体 本质区别 原子在三维空间里呈周期性有序排列 原子排列相对无序 性质特征 有自范性（能自发呈现多面体外形） 没有自范性 表现出物理性质各向异性 不具有各向异性 较固定的熔点 没有固定的熔点 鉴别方法 对固体进行X射线衍射实验（最可靠的科学方法） 测是否有固定的熔点（间接方法） 晶体与非晶体 固体 自范性 微观结构 晶体 原子在三维空间里呈 排列 非晶体 原子排列相对_____ 晶体与非晶体的本质差异 无序 周期性有序 有 (能自发呈现多面体外形) 无 (不能自发呈现多面体外形) 晶体SiO2和非晶体SiO2的投影示意图 晶体与非晶体 自范性：晶体能自发地呈现多面体外形的性质。 晶体呈现自范性的条件之一 晶体生长的速率适当。熔融态物质冷却凝固，有时得到晶体，但凝固速率过快，常常只得到肉眼看不到多面体外形的粉末或没有规则外形的块状物，甚至形成的只是非晶态(玻璃态)。 天然水晶球的玛瑙和水晶 最有趣的例子是天然的水晶球。水晶球是岩浆里熔融态的SiO2侵入地壳内的空洞冷却形成的。剖开水晶球，它的外层是看不到晶体外形的玛瑙，内层才是呈现晶体外形的水晶（如图3-4）。不同的是，玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是熔融态SiO2缓慢冷却形成的 ① 。 7 (2)获得晶体的三条途径 ①熔融态物质凝固。 ②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。 ③溶质从溶液中析出。 常见的晶体大多是具有光泽的块状或颗粒状固体，那么，粉末状的依然是晶体！ 特别说明 碳酸钙晶体粉末和电子显微镜下的碳酸钙晶体 一般来说，晶胞都是____________体，整块晶体可以看作是数量巨大的晶胞“无隙并置”而成。 晶胞的排列 同一晶体中所有晶胞的_____________及其内部的原子 ___________及几何排列是完全相同的。 平行六面 “无隙”是指相邻晶胞之间___________。 “并置”是指所有晶胞都是__________排列的，取向________。 无任何间隙 平行 相同 形状 种类、个数 要点说明 常规的晶胞都是平行六面体 ①八个顶角相同 ②三套各4根平行棱分别相同 ③三套各两个平行面分别相同 铜晶体 铜晶胞 常见晶体类型、 结构与性质 考点2 14 四种常见晶体类型的比较 类型 分子晶体 共价晶体 金属晶体 离子晶体 构成微粒 ____ ____ 金属阳离子、自由电子 ___________ 微粒间的相互作用力 ________ (某些含氢键) ______ ______ ______ 硬度 较小 ____ 有的很大，有的很小 ____ 熔、沸点 较低 ____ 有的很高，有的很低 较高 溶解性 相似相溶 难溶于一 般溶剂 一般不溶于水，少数与 水反应 大多易溶于水等极性溶剂 导电、 导热性 一般不导电， 溶于水后 有的导电 一般不具有 导电性，个 别为半导体 电和热的 良导体 晶体不导电， 水溶液或熔 融态导电 分子 原子 阴、阳离子 范德华力 共价键 金属键 离子键 很大 较大 很高 雪花 食盐 钻石 分子间作用力 分子晶体 静电作用力 共价键 离子晶体 水分子 钠离子、氯离子 碳原子 原子晶体 常见晶体的结构模型 (1)典型的分子晶体——干冰和冰   ①干冰晶体中，每个CO2分子周围等距且紧邻的CO2分子有____个。 ②冰晶体中，每个水分子与相邻的____个水分子以氢键相连接，含1 mol H2O的冰中，最多可形成____ mol氢键。 12 4 2 共价晶体 硼 刚玉 碳化硅 其他： 硅(Si)、金刚石(C) 、锗(Ge)等 其他： 七氧化二锰(Mn2O7) 、三氧化二铬(Cr2O3) 等 常见的共价晶体 某些单质 极少数金属氧化物 某些非金属化合物 其他： 二氧化硅(SiO2)、氮化硼(BN)、氮化硅(Si3N4)等 sp3 109°28′ 正四面体 6 12 顶点 面心 4 8 二氧化硅 a.Si原子采取sp3杂化，正四面体内O—Si—O键角为109°28′ b．每个Si原子与____个O原子形成4个共价键，Si原子位于正四面体的中心，O原子位于正四面体的顶点，同时每个O原子被____个硅氧正四面体共用，晶体中Si原子与O原子个数比为________ c．最小环上有____个原子，包括____个O原子和____个Si原子 d．1 mol SiO2晶体中含Si—O数目为________ e．SiO2晶胞中有____个Si原子位于立方晶胞的顶点，有____个Si原子位于立方晶胞的面心，还有____个Si原子与____个O原子在晶胞内构成4个硅氧四面体。每个SiO2晶胞中含有____个Si原子和____个O原子 4 2 1∶2 12 6 6 4NA 8 6 4 16 8 16 胆矾CuSO4·5H2O 萤石CaF2 重晶石BaSO4 烧碱NaOH 观察下列晶体的组成，归纳其构成微粒有什么共同点？微粒之间存在哪种相同的作用力？ (3)典型的离子晶体——NaCl、CsCl、CaF2   ①NaCl型：在晶体中，每个Na＋同时吸引____个Cl－，每个Cl－同时吸引____个Na＋，配位数为____。每个晶胞含____个Na＋和____个Cl－。 ②CsCl型：在晶体中，每个Cl－同时吸引____个Cs＋，每个Cs＋同时吸引____个Cl－，配位数为____。 ③CaF2型：在晶体中，每个Ca2＋同时吸引____个F－，每个F－同时吸引____个Ca2＋，每个晶胞含____个Ca2＋，______个F－。 6 6 6 4 4 8 8 8 8 4 4 8 (4)过渡晶体与混合型晶体 ①过渡晶体：纯粹的分子晶体、共价晶体、离子晶体和 金属晶体四种典型晶体是不多的，大多数晶体是它们之间的 过渡晶体。人们通常把偏向离子晶体的过渡晶体当作离子晶 体来处理，把偏向共价晶体的过渡晶体当作共价晶体来处理。 ②混合型晶体 石墨层状晶体中，层与层之间的作用是________，平均每个正六边形拥有的碳原子个数是____，C原子采取的杂化方式是________。 范德华力 2 sp2 判断晶体类型的方法 (1)依据晶体的熔点判断。熔、沸点低的单质和化合物一般为分子晶体；熔、沸点较高的化合物一般为离子晶体；熔、沸点很高的晶体一般为共价晶体。 (2)依据导电性判断。离子晶体处于固态时不导电，溶于水及熔融状态时，能够导电；共价晶体不导电；分子晶体固态及液态均不导电；金属晶体是电的良导体。 (3)依据硬度和机械性能判断。离子晶体硬度较大难于压缩；共价晶体硬度大；金属晶体多数硬度较大，但也有较低的，且具有金属光泽，有延展性；分子晶体硬度小且较脆。 比较晶体熔、沸点的方法 (1)不同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律 共价晶体>离子晶体>分子晶体。 (2)相同类型晶体的熔、沸点高低的一般规律 ①金属晶体：金属阳离子半径越小，所带电荷数越多，则金属键越强，金属的熔、沸点就越高。 ②离子晶体：阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，熔、沸点就越高。 ③共价晶体：原子半径越小，键长越短，熔、沸点越高。 ④分子晶体：a.组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高；具有分子间氢键的分子晶体的熔、沸点反常高。b.组成和结构不相似的分子晶体(相对分子质量接近)，其分子的极性越大，熔、沸点越高。 石墨中，碳原子与碳碳键个数比为2∶3，金刚石中，碳原子与碳碳键个数比为1∶2；质量相同的金刚石与石墨，两者碳原子的个数比为1∶1，两者碳碳键的个数比为4∶3。 真题体验·素养提升 1.(2025·重庆)化合物X的晶胞如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．X中存在π键 B．X属于混合型晶体 C．X的化学式可表示为C3N4 D．X中C原子上有1对孤电子对 √ √ 3．(2024·山东)下列物质均为共价晶体且成键结构相似，其中熔点最低的是(　　) A．金刚石(C)　　　　　 B．单晶硅(Si) C．金刚砂(SiC) D．氮化硼(BN，立方相) √ 解析　金刚石(C)、单晶硅(Si)、金刚砂(SiC)、立方氮化硼(BN)，都为共价晶体，结构相似，则原子半径越大，键长越长，键能越小，熔沸点越低，在这几种晶体中，键长Si—Si>Si—C>B—N>C—C，所以熔点最低的为单晶硅，故选B项。 4．(2024·湖北)黄金按质量分数分级，纯金为24K。Au－Cu合金的三种晶胞结构如图，Ⅱ和Ⅲ是立方晶胞。下列说法错误的是(　　) A．Ⅰ为18K金 B．Ⅱ中Au的配位数是12 C．Ⅲ中最小核间距Au－Cu<Au－Au D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，Au与Cu原子个数比依次为1∶1、1∶3、3∶1 √ √ √ √ $